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有理数单元知识体系

爱好数学者 86

前言:

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一、内容要求

①理解负数的意义;理解有理数的意义,能用数轴上的点表示有理数,能比较有理数的大小。

②借助数轴理解相反数和绝对值的意义,掌握求有理数的相反数和绝对值的方法。

③理解乘方的意义。

④掌握有理数的加、减、乘、除、乘方及简单的混合运算(以三步以内为主);理解有理数的运算律,能运用运算律简化运算。

⑤能运用有理数的运算解决简单问题。

二、学业要求

1.理解负数的意义,会用正数和负数表示具体情境中具有相反意义的量;

理解有理数的意义,能用数轴上的点表示有理数,能借助数轴体会相反数和绝对值的意义,初步体会数形结合的思想方法;

2.能比较有理数的大小,能求有理数的相反数和绝对值;

3.会运用乘方的意义准确进行有理数的乘方运算;

4.能熟练地对有理数进行加、减、乘、除、乘方及简单的混合运算(以三步以内为主),理解有理数的运算律,能合理运用运算律简化运算,能运用有理数的运算解决简单问题。

三、单元知识结构图

四、有理数的单元目标

1.通过生活中具体实例,感受数字发展过程,生活的需要,感悟负数产生的必要性,提高学生学习负数的兴趣和信心。

2.结合具体情境,会用正数和负数表示具体情境中具有相反意义的量,发展数学抽象能力。

3.观察现实世界中数字的应用,通过对实例中数字的分析、分类、归纳,概括出有理数的概念,理解有理数的意义。

4.通过参与课堂活动(展现空间中,一条直线上的物体,相对位置的距离,参照物设置的必要性,体现具有相反意义的量),感悟数轴构成的三要素,通过对于实际情境的抽象,得到数轴的概念,培养数学的抽象能力。

5.通过对于具体情境中探索,体会数轴三要素与有理数中0,1和负的符号之间的对应关系,能用数轴上的点表示有理数,体会数形结合思想,提高数学学习兴趣。

6.通过实际情境分析,感受相反数在数轴上的分布特征,归纳出相反数概念,并且以符号形式概括相反数的性质,体会相反数的意义,提高空间想象能力和数学抽象能力。

对于知识的学习,我觉得应该从这几个方面分析:

1. 注重知识自身的研究,对于每个知识的内涵与外延的研究,概念的生成与发展过程,使得知识鲜活有趣,促进思维活动,深入的感悟知识。

2. 知识学习的结构化,梳理各个知识之间的层次性,清楚相互之间的逻辑关系,以及相互之间的影响。

例如:正负数是形成有理数的先决条件,有理数和数轴存在一一对应关系,两种数学语言的表示,体现数形结合思想。

3. 思考知识学习的应用意义与育人价值,各自知识如何提高学生的关键能力和必备品格。

五、有理数的知识分析

在初中学习开始之前,小学已经学习了自然数、小数、分数,对于负数也有些接触。初中代数的起始于负数,负数的出现也揭示了数系扩充的规律,都是由生活需要,社会进步而逐步产生的。

对于有理数这一章,负数概念的形成重点在于具有相反意义量的理解。反义词,大家是耳熟能详,随口可以说出一串,教学中,也可以反义词引出相反意义,数学中又是如何表达相反意义的呢?数学符号功能显示出她的表达优势,简洁凝练,自成体系。用+、﹣表示相反意义。再把表示相反意义的符号±与数字结合起来,就出现表示具有相反意义的量,进入到数学内部。

把刚刚学习的表示相反意义的量的±符号,与之前学习的自然数、小数、分数结合起来,我们会得到更多类型的数。学到这里,我们可以初步给数下个定义,从数学角度来讲,对于过多类型的数,需要分析数字特点、寻找数的共同特征,分门别类,加以定义,便于记忆理解。

首先就是按照数的符号分类,分成正数和负数,进一步细分……。按照数的性质分类,这是一个需要思维归纳的过程,从负数概念形成,就把思维训练过程放在首位。归纳分类,是重要的数学思维方式,无论是代数定义,还是几何图形,都会大量的使用从特殊到一般的分析方式—归纳,判断概念的外延。

接下来就是把有理数与数轴结合起来,充分体现数学结合思想的重要意义。数学表达不仅有符号语言,还有图形语言,都可以与文字语言相互转化。三种语言顺利转换是一项基本数学能力,用处广泛。在实际情境中,家与学校有一段距离,路旁种着一排树,与树相伴还有一排路灯,人出现路灯下,走向公交站。人以不同的产物为准,到达公交站的距离是不同,如何统一度量标准呢?以谁为基准点,以米,还是厘米为基准单位呢?回家和去学校,朝哪个方向进发呢?“方向”与“符号”对应,“距离”与“数”对应,自然而然把数轴的三要素提炼出来。数轴概念抽象以后,充分理解“相反意义”与“量”在数轴上怎么表示的,试着把各类数填到数轴上,加深有理数与数轴上点的一一对应关系。数轴是数学研究的有力工具。用最简单要素,表示现实世界的广阔想象。数学简洁干脆,应用广泛。数轴的概念在实际生活中抽象出来。

有理数与数轴上的点一一对应,数形相互转化。跟着上面的情境,继续探究,不同的位置对应的点,都会对应一个确定距离,用一个有理数表示。把具体事物的位置抽象成一个点,然后建立点与数字的一一对应关系。这个过程先抽象,在对应,这样构建出的数轴就会鲜活起来,使得有理数与数轴的关系更加紧密,两者的相互转化更佳自如。根据有理数与数轴的对应关系的理解,可以迁移到其他情境中,打开学生的想象思维,促进学生抽象思维的提高。

数轴是学习数学的一种工具,相反数与绝对值结合数轴学习,更佳直观体现出两个概念的本质。相反数强调数字相同,符号相反。在数轴上的分布特征明显,分布在原点两侧,并且到原点的距离相等。绝对值的名字已经体现出它的本质特点,“绝对”摒弃符号,“值”只关心正数,在数轴上的到原点距离相等的点,绝对值相等。绝对值是“距离”的几何表示。

相反数和绝对值在知识框架中,处于中层,上承有理数和数轴,下启有理数运算。渗透着数形结合与分类讨论数学思想。从这里逐渐开始字母表示数,开启代数的学习。

绝对值自身既具有代数性质,又具有几何性质,本身灵活多样,但在教学中,应该做好绝对值在有理数比较大小、有理数四则运算中的应用。如何深入的学透绝对值呢?学好学透绝对值,就要求对于字母表示数的一般性理解深入,一般性源于抽象,一般性也意味着应用广泛,并且绝对值蕴含数形结合思想和分类讨论思想。绝对值的难点攻克在于字母表示数的理解,教学中应该重点关注。

字母表示数如何教学,便于学生理解,提高教学效率?

有理数比较大小是在生活成产中经常遇到的问题,学习有理数不但要计数,还是解决生活中关于数的实际问题。衡量食物分配是否公平,没有数的概念,可以直观感受大小。有了有理数之后,就可以更加精准的分配,通过事物的数量、重量等数字精准刻画的量,进行分配。对于有理数比较大小,我们需要研究判断方法。教材中首先通过数轴,直观比较两个有理数的大小。进一步分析归纳使用绝对值比较有理数大小。由感性到理性推进,给出比较方法。

有理数运算是培养学生运算能力的重要载体,小学已经学过四则运算,有了一定基础。但是初中引入负数后,需要把负数纳入到原有的运算体系中,并且归纳总结出严谨的运算法则。有理数的运算法则和运算律,始终坚持“归纳式”呈现内容。这样做的目的,主要是为了体现以数学知识发生发展过程为载体进行“思维的教学”这一数学课程的核心任务,使学生在学习过程中,不仅学会知识,而且受到研究问题的思想方法训练,从而培养学生的思维能力,逐步发展独立解决问题的能力。实际上,这就是在进行“数学基本思想”的教学,也是让学生积累“数学活动经验”的过程。所以,在课堂教学中,为学生安排一个“具体事例——观察、试验——比较、分类——分析、综合——抽象、概括”的过程,使学生有机会通过自己的类比、归纳而得出一般规律,获得对有理数及其运算的知识。

通过复习旧知,引出新知,这一种良好的新课引入方式。教师设计情境,根据有理数的正负分类,设计有理数加法探究活动,分析运算特征,归纳运算规律,总结运算法则。引导学生对有理数分类进行加法,鼓励学生联系数轴和绝对值的特点,概括运算法则。

在有理数加法运算探究过程中,首先应该回顾一下小学是如何进行加法运算的,正数与正数相加,正数与零相加,正数的加法可以应用的哪些场景中呢?学习负数后,有理数的加法又应该如何进行呢?

以行程问题为情境,借助数轴,按照正数+正数,正数+负数,负数+负数进行研究。同理“方向”与“符号”对应,引导学生类比两次运动与两数相加的共同特征,在理解运动意义的基础上,抽象出两个数的加法的算式表示。对于运算法则的归纳,确定两个加数的符号后,然后一方面观察运算结果的运算符号,另一方面关注两个加数绝对值,与结果绝对值的关系。过程需要学生研讨,引导学生往以前学过的知识联想。运算的结果还是数,对于数,我们需要研究数的符号和数的绝对值。在数轴上,“符号”表示“方向”,“绝对值”表示“距离”。在有理数这一章,对于数的“符号”与“绝对值”研究,贯穿整章,抽象一个概念,就是要找出概念的本质特征。

运算律的产生是为了简便运算。在实际生活中,由特殊到一般地验证运算律的等效性,同时说明运算律的应用可以简便运算。然后使用数字表示运算律,再抽象使用字母表示运算律,这是渗透字母表示思想的机会。运算律的研究过程提高学生对于算理的理解,培养学生从不同方向思考问题,提高数学抽象能力。

有理数的减法运算法则可以类比加法的研究方式,经历“具体事例——分类——探究——抽象、概括”的过程,总结出“减去一个数等于加上它的相反数”。最终将减法运算转化为加法运算。

进行加减混合运算时,对于“运算符号”和“性质符号”的区分不用过于纠结,没必要特意介绍。

引入负数后,有理数乘除运算的关键是符号,按照乘数的符号分类辨析,确定运算规律,归纳运算法则。介绍特殊情况,倒数。乘法运算律(交换律、结合律、分配率)同样是理解字母表示数的载体,加强字母运算的运算符号训练,促进从数到字母的抽象理解,形成牢固认知。运算律的学习,主要目的是为了简化运算,所以在运算过程中,充分体现运算律的优势,提高运算灵活能力。

除法是乘法的逆运算,除法运算转化为乘法运算。

乘方运算源于乘法,理解清楚乘方的算理,规范乘方运算的记法和读法。乘方运算的表示方式与运算结果符号紧密连接,也是运算中的易错点。乘方运算学校完毕,将进行有理数四则混合运算,运算顺序直接影响运算结果正误,把代数运算分成三级,讲解清楚。

科学计数法,用幂的形式,可以方便的表示日常生活中遇到的一些较大的或较小的数。表示成a×10 n的形式(1≤|a|<10,n为整数。)

近似数与精确数相对应,与估算联系密切,应用范围时,在误差范围内,不影响使用效果。四舍五入是取近似数的方法,注意近似数的精确度。

有理数的学习从负数引入开始,重点在于有理数的运算,止于科学计数法和近似数。体现数学从概念抽象——体系构建——实际应用的学习脉络。在有理数学习过程中,提升数学运算能力。

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